快速分辨病毒與細菌感染,為何是重大醫學突破?

A+A-
以色列生物科技公司 MeMed 創辦人 Eran Eden(左)與 Kfir Oved(右)。 圖片來源:MeMed

以色列生物科技公司 MeMed 研發出快速分辨細菌與病毒感染的儀器,以人體免疫反應作基礎,為全球首創的突破科技,昨日成功取得美國食品藥品監管局(FDA)授權。在疫情肆虐超過一年後,愈來愈多人知道病毒與細菌感染有別,但其實兩者在臨床上素來難以快速分辨,導致抗生素濫用的危機,並加劇「超級細菌」(Superbugs)的威脅。

生物學層面上,細菌是體積細小的微生物,可在生物體外獨立繁殖;相對而言病毒的體積小得多,而且必須要尋找宿主,靠宿主的細胞繁殖以生存下來。不是所有細菌和病毒都有害,但細菌如大腸桿菌、金黃葡萄球菌,病毒如流行性感冒病毒、水痘帶狀疱疹病毒,則可危害人類健康。細菌造成最著名大疫有黑死病,至於病毒必定要數仍然肆虐的 COVID-19。

直到第二次世界大戰結束,大量生產的新抗生素盤尼西林(Penicillin),曾經救活了無數受細菌感染的傷兵,此後抗生素得到大量應用,成功對付不同種類的細菌感染個案,但抗生素對病毒卻起不了作用。COVID-19 還讓我們認識到,所有對付已知病毒的療法,對新病毒幾乎是束手無策,在研發出新抗病毒藥物或疫苗前,人類抗疫武器只有洗手、戴口罩和保持社交距離。

為何人類無法研發出一種抗病毒藥物,像抗生素般能夠治療多種細菌感染?西澳洲大學生物醫學學院高級研究員 Christine Carson 與東卡羅萊納大學微生物學與免疫學副教授 Rachel Roper 解釋,關鍵就在於病毒是靠騎劫我們的細胞來繁殖,原理上要消滅病毒不難,但要同時保存人類細胞卻異常艱難。

相對細菌可是獨立的存在,擁有不同於人類細胞的顯著特徵,抗生素盤尼西林就可抑制肽聚糖(peptidoglycan)增生,這種物質是構成細菌細胞壁的要素,但不存在於人類細胞之中,以致這類抗生素在消滅細菌同時,不會對人體構成傷害。

緩解「超級細菌」危機的方案

然而,公共衛生危機不只來自 COVID-19 這類致病病毒,細菌對抗生素產生耐藥性(AMR),同樣使「超級細菌」的威脅迫在眉睫。這場人類濫用抗生素的危機成因眾多,前線醫生在診症時,難以有效診斷患者是病毒還是細菌感染,是濫用抗生素的主因之一。此問題在中國特別嚴重,人均按年抗生素消耗量是美國 10 倍多。

2014 年發表於學術期刊 JAMA Internal Medicine 的中國研究更發現,診所和醫院分別只有 39% 和 25% 抗生素是正確處方。每年發生多達 1,500 萬宗抗生素引發的嚴重不良反應,導致 8 萬至 15 萬人死亡。多個研究同時指出,中國濫用抗生素涉及普羅大眾和醫生教育不足,部分醫生不理細菌還是病毒,把抗生素誤當成治病的一般療法。同時,很多醫院又依賴藥品銷售來盈利,醫生收入與藥物處方比率掛鉤,以致濫用抗生素成為常態。這不但為中國帶來沉重的財政負擔,也令中國與世界持續受「超級細菌」威脅。

中國政府曾於 2012 年推出限制抗生素政策,處罰濫用抗生素的醫院和醫生,據報使醫院抗生素應用減少 15%;「遏制細菌耐藥國家行動計劃(2016 – 2020 年)」使得住院病人處方抗生素比例,由 2011 的 59.4% 跌至 2019 年的 36%。香港情況稍有差別,但同樣跟隨全球步伐推行「香港抗菌素耐藥性策略及行動計劃(2017 – 2022 年)」。

這場遏止抗生素濫用的全球行動中,MeMed 的快速分辨細菌和病毒感染技術,僅憑分析宿主血液中多種蛋白質,便可以在數分鐘內得出結果,無疑為技術瓶頸的重大突破。其聯合創辦人兼行政總裁 Eran Eden 形容,技術由純理論到研發成功,前後經過 10 年努力。

維港投資的張浩瑞便透露,2013 年隨團到以色列考察而認識 MeMed,聽取 Eden 介紹血液快速測試的概念,正是以解決濫用抗生素危機為目標。儘管未有臨床數據,而且屬回報周期較長的醫療生物科技項目,但維港投資很快便決定支持,並深信這是「對抗全球耐藥性挑戰的最有效解決方案」。